EP0894945A2 - Turbine, sowie Turbinenschaufeln - Google Patents

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EP0894945A2
EP0894945A2 EP98114197A EP98114197A EP0894945A2 EP 0894945 A2 EP0894945 A2 EP 0894945A2 EP 98114197 A EP98114197 A EP 98114197A EP 98114197 A EP98114197 A EP 98114197A EP 0894945 A2 EP0894945 A2 EP 0894945A2
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EP
European Patent Office
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turbine
blade
axis
gap
flow path
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98114197A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0894945A3 (de
Inventor
Ralf Dr. Bell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Priority claimed from EP97113045A external-priority patent/EP0894944A1/de
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP98114197A priority Critical patent/EP0894945A3/de
Publication of EP0894945A2 publication Critical patent/EP0894945A2/de
Publication of EP0894945A3 publication Critical patent/EP0894945A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F01D5/145—Means for influencing boundary layers or secondary circulations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
    • F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the invention relates to a turbine, in particular a steam turbine, which is directed along an axis of rotation, and includes a first turbine blade.
  • the turbine blade is directed along a blade axis and has one Head area and an adjacent airfoil area on.
  • the steam turbine includes one along of the axis of rotation extending turbine component, a Main flow path with a main flow direction and a gap flow path, the fluidic with the Main flow path is connected and through a sealing gap leads between the head area and the turbine component.
  • the airfoil area enables the redirection of one by the Main flow path feasible action fluid through a circumferential angle.
  • the invention further relates to a turbine blade, the is directed along a blade axis and a head region and an adjacent airfoil area has, the airfoil area for deflecting a Action fluids is formed around a circumferential angle.
  • EP 0 509 921 B1 describes an action steam turbine with a Rotor and a stator and several stages described. The steps each have a fixed blading and a movable one Blading on. Fixed blading does more than 85% of the pressure drop at the base of each stage. The moveable Blading is mounted directly on the rotor. The fixed blading has an inner rim Bandage whose base diameter is essentially the same Corresponds to the diameter of the rotor. Furthermore, a seal opposite the sealing of the stationary blading causes the rotor, provided.
  • EP 0 509 921 B1 gives several different embodiments for the seal as well as the flow guidance of those emerging from the seal Fluid on. According to one embodiment, the bandage is on the outflow side and a blade following the bandage bevelled in a foot area so that through the seal flowing fluid substantially axially into a main flow of the fluid flows in.
  • EP 0 799 973 A1 there is a wall contour described for an axial fluid machine. Especially the wall contour relates to a channel contour in the bladed Area of a steam turbine and is applicable for blading with tip seals or those with cover plates or Shroud seals.
  • EP 0 799 973 A1 describes measures which is the re-inflow of a labyrinth mass flow between a moving blade and the wall contour should.
  • the cover band of the blade or the cover band the guide vane is extended in the axial direction and cut that the labyrinth exit radially so is as tight as possible to avoid unnecessary dissipation.
  • the outflow can from the labyrinth as close as possible to the following guide vane inlet respectively.
  • a turbine stage for example for driving an electric Generator or an aircraft engine is used, specified.
  • a leakage flow of working medium can flow through.
  • a projection is provided, which is in the form of a ring and which partially covers the base of the blade. This creates an annular gap with the foot surface Passage of part of the working medium, the leakage flow, educated. Grooves are made on the inner surface of the projection, that run at an angle that is identical with the exit angle of the guide vane.
  • the sealing section serves to seal the rotating component of the fixed component, for example a moving blade opposite the turbine housing and a guide vane the turbine shaft.
  • the size of the gap loss is i.a. proportional to the proportion of the gap through the seal flowing mass flow based on the main mass flow, depending on the speed ratio of the fluid in the gap and in the main flow as well as the angle with where the fluid enters the main flow from the gap. The latter leads due to different temperature and speed between main flow and gap flow according to Denton to an increase in temperature and thus an additional Loss of efficiency.
  • the object of the invention is to provide a turbine in which a reduction in the gap loss in a gap between a turbine blade and a turbine component is.
  • Another object of the invention is a turbine blade for reducing gap loss specify.
  • the turbine in particular a Steam turbine, directed task solved by a turbine, which is directed along an axis of rotation and has a first turbine blade that runs along a blade axis is directed and a head area and one has an adjacent airfoil area.
  • a turbine component extending along the axis of rotation provided, a main flow path with a Main flow direction and a gap flow path, the is fluidly connected to the main flow path and through a sealing gap between the head region and the turbine component leads.
  • the gap flow path has reference to the main flow direction seen downstream of the gap one Boundary surface on the average with an acute angle ⁇ is inclined with respect to the axis of rotation.
  • the boundary surface is at least partially due to the turbine component educated.
  • the turbine has one along one Blade axis extending and downstream of the first turbine blade arranged second turbine blade on the one Airfoil area and a foot area, and with the foot region is fastened in the turbine component, wherein the boundary surface, at least in some areas, the foot area delimited from the airfoil area and the airfoil area the first turbine blade opposite that at the foot area the airfoil region adjacent to the second turbine blade has a radial height offset.
  • the boundary surface is preferably between two adjacent turbine blades are provided. she can also wholly or partially in the sealing gap and / or be provided on a downstream turbine blade.
  • a Turbine according to the invention an airfoil area of the first Turbine blade on which to deflect one through the Main flow path feasible action fluid through a circumferential angle is formed and the turbine component and / or the first turbine blade delimits the gap flow path Have or has peripheral surface, and in the peripheral surface at least one depression for flow diversion essentially also provided around the circumferential angle ⁇ is.
  • the turbine is particularly as Gap seal formed gap flow path on the outflow side through a geometric and constructive design of the Turbine blade, in particular a guide or rotor blade, and the turbine component in terms of flow technology, that an improvement in the reentry of the Fluid flowing into the gap flow path along the Main fluid flow ensures action fluid is.
  • the average degree of reaction of a turbine stage of the turbine as well as the local, blade height-dependent degree of reaction in the range of the gap flow path designed as a gap seal is adjustable within the technical requirements.
  • the Turbine can be axial, diagonal, radial or mixed be educated.
  • the turbine blade can be cylindrical or also turbine blades of any three-dimensional design be used.
  • the angular difference i.e. the acute angle ⁇ between the gap mass flow re-entering the meridional main flow, depending on the technical requirements between 0 ° and 90 °, especially below 45 °.
  • the acute angle ⁇ lies in a range between 5 ° and 25 °, especially at 10 °.
  • the boundary surface can be inclined as a flat surface by the acute angle ⁇ as well depending on the design, also continuously, if necessary continuously curved run, with the boundary surface in the middle of the tip Angle ⁇ is assigned.
  • a sealing system is preferably included in the sealing gap axially spaced sealing tips provided.
  • the sealing tips preferably engage in a corresponding one Sealing recess of the head area or the turbine component on.
  • the turbine can be both drum type as well as in chamber design.
  • the first guide vane forms with a plurality of first guide vanes together a symmetrical to the axis of rotation Guide vane ring. With one also to the axis of rotation forms symmetrical axially downstream rotor blade ring the guide vane ring a respective turbine stage.
  • the head areas the turbine blades of a turbine blade ring preferably form a shroud.
  • the shroud preferably has axially symmetrical to each other about the axis of rotation downstream wells.
  • the main flow of the action fluid is at the airfoil area passed and through this by a deflection angle ⁇ deflected.
  • ⁇ deflected This results in a local flow direction the main flow with a circumferential component.
  • An influx of Gap mass flow in the main mass flow therefore takes place in essentially with the same circumferential component, so that this an additional loss of friction is avoided.
  • the head region is preferably beveled on the outflow side, also on average also around the acute angle ⁇ Boundary surface. This is an additional improvement the inflow of the gap mass flow into the main flow of the action fluid attainable.
  • the first turbine blade is preferably a guide blade and the turbine component is a turbine shaft or the first Turbine blade a blade and the turbine component a turbine housing.
  • the first turbine blade it is also possible for the first turbine blade to unite Has foot area, the inflow a boundary surface towards the airfoil area, which on average is inclined by the acute angle ⁇ . This leads to a Reduction of the inflow loss of a gap flow, the between one of the first turbine blades second turbine blade and one to the second turbine blade flows through adjacent turbine component. As a result, the losses caused by a re-inflow into the main flow alternating between successive vane rings and blade rings can be reduced.
  • a turbine blade Task solved by such a turbine blade that along a blade axis is directed and a head area with an adjacent airfoil area, the airfoil area for deflecting an action fluid is formed around a circumferential angle, and the head region a peripheral surface substantially perpendicular to Has blade axis, in which circumferential surface at least a recess for flow diversion essentially also is provided around the circumferential angle.
  • the turbine blade in a rotationally symmetrical blade ring from a plurality of substantially identical turbine blades used, the head regions of the turbine blades form a shroud in which a plurality of Depressions a deflection along the head area ensure flowing action fluids around the circumferential angle.
  • the depression is preferably averaged around one Angle with respect to a rotation axis perpendicular to the blade axis inclined.
  • Figure 1 shows a section of a longitudinal section of a along a rotation axis 1 directed action steam turbine (not shown) in drum design.
  • the steam turbine points as directed along the axis of rotation 1
  • Turbine components a turbine housing 5a and a turbine shaft 5b.
  • In the turbine housing 5a are axially apart spaced-apart first turbine blades 2 (guide blades) in a respective rotationally symmetrical to the axis of rotation 1 Guide vane ring arranged.
  • Each vane is 2 directed and pointing along a respective blade axis 3a along the blade axis 3a a foot region 12a, one itself adjoining airfoil area 13a and a head area 4a.
  • the guide vane 2 is with the foot region 12a attached to the housing 5a.
  • the action fluid 20 flows through the main flow path 6 along one Main flow direction 7, which is substantially parallel to Rotation axis 1 runs.
  • This sealing gap 9 is part of a Gap flow path 8 through which part of the action fluid 20 flows without performing work on the blades 11 and without in the guide vanes 2 over the airfoil area 13a to be deflected accordingly by a deflection angle ⁇ .
  • This action fluid flowing through the gap flow path 8 also known as the gap mass flow, leads to a loss in efficiency the steam turbine.
  • a sealing system in each sealing gap 9 17 provided (see Fig.
  • each Sealing gap 9 flows the action fluid 20 from the flow path 8 back into the main flow path 6. This inflow takes place essentially with a flow direction opposite the main flow direction 7 and with respect to the axis of rotation 1 is inclined by an acute angle ⁇ .
  • a boundary surface 10 - provided downstream of each sealing gap 9, that from the gap 9 to a respective foot region 12a, 12b leads, and as a flat surface the acute angle ⁇ with the Main flow direction 7 includes.
  • the boundary surface 10 can also be curved with the acute angle ⁇ on average be executed.
  • the acute angle ⁇ is preferably in Range of 10 °.
  • Figure 2 is the head area 4a of the first turbine blade 2 on the outflow side by an angle ⁇ , which essentially corresponds to the acute angle ⁇ , beveled. This gives the gap mass flow a flow component even before it leaves the sealing gap 9 for an inflow into the through the main flow path 6 flowing main flow, main mass flow, of the action fluid 20th
  • FIG. 3 extends the boundary surface 10 in the foot region 12b of the second Turbine blade, the blade 11, in, whereby a flatter inflow of the gap mass flow compared to FIG is reachable in the main mass flow.
  • FIG. 4 extends the boundary surface 10 from the turbine shaft 5b to the foot area 12b into it. Between the blade root region 12b and the Head area 4a of the guide vane 2 is in the radial direction a height offset 14, whereby the angle ⁇ is also small can be and thus an essentially almost axial Inflow of the gap mass flow into the main mass flow of the Action fluids 20 takes place. This also causes an offset between the blade area 13a of the guide blade 2 and the airfoil area 13b of the moving blade 11.
  • the head area 4a is chamfered on the inflow side with an angle ⁇ , which preferably corresponds to the acute angle ⁇ .
  • ⁇ which preferably corresponds to the acute angle ⁇ .
  • Head area 4a and foot area 12b also have a height offset 14, the boundary surface 10 being exclusive extends over the foot region 12b.
  • FIG. 6 shows the circumferential surface in a developed representation 16 of head areas combined to form a shroud 4a from joined together in the circumferential direction to form a guide vane ring first turbine blades, the guide blades 2.
  • the head region 4a has recesses spaced apart from one another 19, of which only for the sake of clarity two are shown, a deflection in the sealing gap 9 ensure the gap mass flow by an angle ⁇ .
  • the Wells 19 are shown in FIG. 6 as straight wells, however, they can of course also be curved be executed, in particular the blade profile of the Blade area 13a may be adapted.
  • the deflection angle ⁇ corresponds essentially to the deflection angle that the action fluid 20 experiences when flowing through the profile area 13a.
  • the Flow direction of the action fluid 20 downstream and upstream the turbine blade 2 is marked with a respective arrow. According to FIG. 7, each is in the head region 4a Indentation 19 in the main flow direction 7 by the acute angle ⁇ inclined.
  • the depressions 19 bring about an adaptation of the gap mass flow to the main mass flow both in axial Direction as well as in the circumferential direction.
  • the invention is characterized by a turbine, in particular a steam turbine, from which an adjustment of the gap mass flow both in the axial direction via a downstream of the gap Boundary surface as well as in the circumferential direction via depressions in a cover tape and / or one to the Gap adjacent turbine component is reached.
  • a turbine in particular a steam turbine
  • an adjustment of the gap mass flow both in the axial direction via a downstream of the gap Boundary surface as well as in the circumferential direction via depressions in a cover tape and / or one to the Gap adjacent turbine component is reached.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbine mit einem Spalt (9) zwischen einem Kopfbereich (4a, 4b) einer Turbinenschaufel (2) und einer Turbinenkomponente (5a, 5b). Dem Spalt (9) ist stromab eine Begrenzungsfläche (10) nachgeschaltet, die um einen spitzen Winkel (α) gegenüber einer Rotationsachse (1) der Turbine geneigt ist und, zumindest bereichsweise, durch die Turbinenkomponente (5a, 5b) gebildet ist. Der Turbinenschaufel (2) ist eine zweite Turbinenschaufel (11) nachgeschaltet, die einen Schaufelblattbereich (13b) aufweist, der gegenüber dem Schaufelblattbereich (13a) der Turbinenschaufel (2) einen radialen Versatz (14) aufweist. Die Turbinenkomponente (5a, 5b) oder der Kopfbereich (4a, 4b) weist in dem Dichtspalt (9) zusätzlich oder alternativ eine Vertiefung zur Umlenkung einer Strömung eines Aktionsfluids (20) in dem Dichtspalt (9) um einen Umlenkwinkel (γ) in Umfangsrichtung auf. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbine, insbesondere eine Dampfturbine, welche entlang einer Rotationsachse gerichtet ist, und eine erste Turbinenschaufel umfaßt. Die Turbinenschaufel ist entlang einer Schaufelachse gerichtet und weist einen Kopfbereich sowie einen daran angrenzenden Schaufelblattbereich auf. Weiterhin umfaßt die Dampfturbine eine sich entlang der Rotationsachse erstreckende Turbinenkomponente, einen Hauptströmungsweg mit einer Hauptströmungsrichtung und einen Spaltströmungsweg, der strömungstechnisch mit dem Hauptströmungsweg verbunden ist und durch einen Dichtspalt zwischen Kopfbereich und Turbinenkomponente führt. Der Schaufelblattbereich ermöglicht die Umlenkung eines durch den Hauptströmungsweg führbaren Aktionsfluides um einen Umfangswinkel.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Turbinenschaufel, die entlang einer Schaufelachse gerichtet ist und einen Kopfbereich sowie einen daran angrenzenden Schaufelblattbereich aufweist, wobei der Schaufelblattbereich zur Umlenkung eines Aktionsfluides um einen Umfangswinkel ausgebildet ist.
In der EP 0 509 921 B1 ist eine Aktions-Dampfturbine mit einem Rotor und einem Stator sowie mehreren Stufen beschrieben. Die Stufen weisen je eine feste Beschaufelung und eine bewegliche Beschaufelung auf. Die feste Beschaufelung bewirkt mehr als 85% des Druckabfalls an der Basis jeder Stufe. Die bewegliche Beschaufelung ist unmittelbar auf dem Rotor montiert. Die feste Beschaufelung weist an einem inneren Kranz eine Bandage auf, deren Basisdurchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des Rotors entspricht. Weiterhin ist eine Dichtung, die die Abdichtung der ortsfesten Beschaufelung gegenüber dem Rotor bewirkt, vorgesehen. Die EP 0 509 921 B1 gibt mehrere unterschiedliche Ausführungsformen für die Dichtung sowie die Strömungsführung von aus der Dichtung austretendem Fluid an. Gemäß einer Ausführungsform sind die Bandage abströmseitig sowie eine der Bandage nachfolgende Laufschaufel in einem Fußbereich abgeschrägt, so daß durch die Dichtung strömendes Fluid im wesentlichen axial in eine Hauptströmung des Fluides einströmt.
In der nachveröffentlichten EP 0 799 973 A1 ist eine Wandkontur für eine axiale Strömungsmaschine beschrieben. Insbesondere betrifft die Wandkontur eine Kanalkontur im beschaufelten Bereich einer Dampfturbine und ist anwendbar bei Beschaufelung mit Spitzendichtungen oder solchen mit Deckplatten- oder Deckbanddichtungen. Die EP 0 799 973 A1 beschreibt Maßnahmen, welche die Wiedereinströmung eines Labyrinthmassenstroms zwischen einer Laufschaufel und der Wandkontur verbessern sollen. Das Deckband der Laufschaufel bzw. das Deckband der Leitschaufel ist hierbei in axialer Richtung so verlängert und angeschnitten, daß der Labyrinth-Austritt radial so eng wie möglich ist, um unnötige Dissipationen zu vermeiden. Infolge der Verlängerung der Deckplatte kann die Abströmung aus dem Labyrinth möglichst nahe am folgenden Leitschaufeleintritt erfolgen.
In dem Patent Abstract of Japan, Vol.007, Nr. 221, (M-246), 30.09.1983, zur Japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 58113504 sind in dem Gehäuse einer axialen Strömungsmaschine eine Mehrzahl von Nuten angeordnet. Diese Nuten weisen einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Nuten sind hierbei so geformt, daß sie zu jedem Endpunkt einer dem Gehäuse benachbarten Laufschaufel die Richtung an jedem Punkt der Nut mit der Richtung des absoluten Geschwindigkeitsvektors des Fluides am Ende jeden Punktes der Laufschaufel übereinstimmt.
In der Schweizer Patentschrift 529 914 ist eine Turbinenstufe einer Turbine, die beispielsweise zum Antrieb eines elektrischen Generators oder eines Flugtriebwerkes verwendet wird, angegeben. Zwischen einem Zwischenboden einer Leitschaufel und einer Laufradscheibe ist ein Zwischenraum gebildet, durch den eine Leckströmung von Arbeitsmedium hindurchströmen kann. Im Übergangsbereich des Zwischenraums zu der Laufschaufel ist ein Vorsprung vorgesehen, der in Form eines Ringes ausgeführt ist und der teilweise die Fußfläche der Laufschaufel überdeckt. Hierdurch ist mit der Fußfläche ein Ringspalt zum Durchtritt eines Teils des Arbeitsmediums, der Leckströmung, gebildet. An der Innenfläche des Vorsprungs sind Nuten ausgeführt, die unter einem Winkel verlaufen, der identisch ist mit dem Austrittswinkel der Leitschaufel. Die Ausführung der schrägen Nuten an der Innenfläche des Vorsprungs verleiht der Leckströmung einen Drall nach der Seite der Drehung des Laufrades der Turbinenstufe. Diese Drall-Leckströmung führt zur Ausnutzung der Leckströmungsenergie an den Laufschaufeln des Laufrades, was eine Steigerung des Wirkungsgrades der Turbinenstufe zur Folge haben soll.
In dem Artikel "Loss mechanisms in Turbomachines" von J.D. Denton, in ASME Paper 93-GT-439, 1993, The American Society of Mechanical Engineers, sind verschiedene Verlustmechanismen, welche eine Verringerung des Wirkungsgrades einer Dampfturbine bewirken, beschrieben und eine quantitative und qualitative Abschätzung dieser Verluste angegeben. Ein wesentlicher Verlustanteil, der zu den strömungstechnischen Verlustursachen zählt, wird durch den sogenannten Spaltverlust hervorgerufen, welcher an dem Gesamtverlust bis zu ca. 30% betragen kann. Der Spaltverlust entsteht bei der Durchströmung einer Dichtungspartie zwischen einer feststehenden Komponente und einer rotierenden Komponente der Dampfturbine, wobei das durch die Dichtungspartie strömende Fluid anschließend in die Hauptströmung des Fluides wiedereintritt. Die Dichtungspartie dient hierbei der Abdichtung der rotierenden Komponente von der feststehenden Komponente, beispielsweise einer Laufschaufel gegenüber dem Turbinengehäuse und einer Leitschaufel gegenüber der Turbinenwelle. Die Größe des Spaltverlustes ist u.a. proportional zum Anteil des durch die Dichtung des Spaltes strömenden Massenstroms bezogen auf den Hauptmassenstrom, abhängig von dem Geschwindigkeitsverhältnis des Fluides in dem Spalt und in der Hauptströmung sowie von dem Winkel, mit dem das Fluid aus dem Spalt in die Hauptströmung eintritt. Letzteres führt aufgrund unterschiedlicher Temperatur und Geschwindigkeit zwischen Hauptströmung und Spaltströmung gemäß Denton zu einer Temperaturerhöhung und damit zu einem zusätzlichen Wirkungsgradverlust.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Turbine anzugeben, bei der eine Verringerung des Spaltverlustes in einem Spalt zwischen einer Turbinenschaufel und einer Turbinenkomponente erreichbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Turbinenschaufel für eine Verringerung des Spaltverlustes anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die auf eine Turbine, insbesondere eine Dampfturbine, gerichtete Aufgabe durch eine Turbine gelöst, welche entlang einer Rotationsachse gerichtet ist und aufweist eine erste Turbinenschaufel, die entlang einer Schaufelachse gerichtet ist und einen Kopfbereich sowie einen daran angrenzenden Schaufelblattbereich hat. Weiterhin ist eine sich entlang der Rotationsachse erstreckende Turbinenkomponente vorgesehen, wobei ein Hauptströmungsweg mit einer Hauptströmungsrichtung und ein Spaltströmungsweg, der strömungstechnisch mit dem Hauptströmungsweg verbunden ist und durch einen Dichtspalt zwischen Kopfbereich und Turbinenkomponente führt. Der Spaltströmungsweg weist in bezug auf die Hauptströmungsrichtung gesehen stromab des Spaltes eine Begrenzungsfläche auf, die im Mittel mit einem spitzen Winkel α gegenüber der Rotationsachse geneigtist. Die Begrenzungsfläche ist zumindest bereichsweise durch die Turbinenkomponente gebildet. Die Turbine weist eine sich entlang einer Schaufelachse erstreckende und stromab der ersten Turbinenschaufel angeordnete zweite Turbinenschaufel auf, die einen Schaufelblattbereich und einen Fußbereich besitzt, und mit dem Fußbereich in der Turbinenkomponente befestigt ist, wobei die Begrenzungsfläche zumindest bereichsweise den Fußbereich von dem Schaufelblattbereich abgrenzt und der Schaufelblattbereich der ersten Turbinenschaufel gegenüber dem an den Fußbereich der zweiten Turbinenschaufel angrenzenden Schaufelblattbereich einen radialen Höhenversatz aufweist.
Eine Anwendung der Erfindung auf eine Gasturbine ist ebenfalls denkbar. Die Begrenzungsfläche ist vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Turbinenschaufeln vorgesehen. Sie kann aber auch ganz oder teilweise in dem Dichtspalt und/oder an einer nachgeordneten Turbinenschaufel vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich zur Begrenzungsfläche weist eine erfindungsgemäße Turbine einen Schaufelblattbereich der ersten Turbinenschaufel auf, der zur Umlenkung eines durch den Hauptströmungsweg führbaren Aktionsfluides um einen Umfangswinkel ausgebildet ist und die Turbinenkomponente und/oder die erste Turbinenschaufel eine den Spaltströmungsweg begrenzende Umfangsfläche aufweisen bzw. aufweist, und in der Umfangsfläche zumindest eine Vertiefung zur Strömungsumlenkung im wesentlichen ebenfalls um den Umfangswinkel γ vorgesehen ist.
Mit der erfindungsgemäßen Turbine ist der insbesondere als Spaltdichtung ausgebildete Spaltströmungsweg ausströmseitig durch eine geometrische und konstruktive Ausgestaltung der Turbinenschaufel, insbesondere einer Leit- oder Laufschaufel, und der Turbinenkomponente strömungstechnisch so ausgebildet, daß eine Verbesserung des Wiedereintritts des durch den Spaltströmungsweg strömenden Fluides in das entlang der Hauptströmungsrichtung strömende Aktionsfluid gewährleistet ist.
Der mittlere Reaktionsgrad einer Turbinenstufe der Turbine sowie der lokale, schaufelhöhenabhängige Reaktionsgrad im Bereich des als Spaltdichtung ausgebildeten Spaltströmungsweges ist im Rahmen der technischen Anforderungen einstellbar. Die Turbine kann hierbei axial, diagonal, radial oder auch gemischt augebildet sein. Als Turbinenschaufel können zylindrische oder auch beliebig dreidimensional gestaltete Turbinenschaufeln verwendet werden.
In vorteilhaften Ausführungsformen der Turbine gemäß den Unteransprüchen sind zur Verbesserung des Wiedereintritts des durch den Spaltströmungsweg strömenden Aktionsfluides in die Hauptströmung des Aktionsfluides unterschiedliche Ausgestaltungen des Kopfbereiches der ersten Turbinenschaufel, der Turbinenkomponente, der Turbinenwelle oder des Turbinengehäuses sowie des Fußbereiches der der ersten Turbinenschaufel nachgeschalteten zweiten Turbinenschaufel angegeben.
Die Winkeldifferenz, d.h. der spitze Winkel α zwischen dem in die meridionale Hauptströmung wieder eintretenden Spaltmassenstrom, liegt je nach technischer Anforderung vorzugsweise zwischen 0° und 90°, insbesondere unterhalb 45°. Vorzugsweise liegt der spitze Winkel α in einem Bereich zwischen 5° und 25°, insbesondere bei 10°. Die Begrenzungsfläche kann als ebene Fläche um den spitzen Winkel α geneigt sowie je nach Ausführung auch kontinuierlich, ggf. stetig gekrümmt verlaufen, wobei der Begrenzungsfläche im Mittel der spitze Winkel α zugeordnet ist.
In dem Dichtspalt ist vorzugsweise ein Dichtungssystem mit axial voneinander beabstandeten Dichtungsspitzen vorgesehen. Die Dichtungsspitzen greifen vorzugsweise in eine entsprechende Dichtungsvertiefung des Kopfbereichs bzw. der Turbinenkomponente ein. Es sind nahezu beliebige Dichtungssysteme möglich, wie sie beispielsweise in der EP 0 509 921 B1 beispielhaft beschrieben sind. Die Turbine kann sowohl in Trommelbauweise als auch in Kammerbauweise ausgeführt sein.
Die erste Leitschaufel bildet mit einer Mehrzahl erster Leitschaufeln zusammen einen zur Rotationsachse symmetrischen Leitschaufelkranz. Mit einem ebenfalls zur Rotationsachse symmetrischen axial nachgeschalteten Laufschaufelkranz bildet der Leitschaufelkranz eine jeweilige Turbinenstufe. Die Kopfbereiche der Turbinenschaufeln eines Turbinenschaufelkranzes bilden vorzugsweise ein Deckband. Das Deckband weist vorzugsweise zur Rotationsachse rotationssymmetrische axial einander nachgeschaltete Vertiefungen auf.
Die Hauptströmung des Aktionsfluides wird an dem Schaufelblattbereich vorbeigeführt und durch diesen um einen Umlenkwinkel γ umgelenkt. Es erfolgt hiermit eine lokale Strömungsrichtung der Hauptströmung mit einer Umfangskomponente. Vorzugsweise sind in dem Dichtspalt an dem Kopfbereich und/oder an der Turbinenkomponente Vertiefungen mit einer Umfangskomponente vorgesehen, so daß eine Umlenkung des durch den Spaltströmungsweg strömenden Aktionsfluides im wesentlichen ebenfalls um den Umlenkwinkel erfolgt. Ein Einströmen des Spaltmassenstroms in den Hauptmassenstrom erfolgt daher im wesentlichen mit der gleichen Umfangskomponente, so daß hierdurch ein zusätzlicher Reibungsverlust vermieden wird. Mit der Richtungsanpassung des Spaltmassenstroms an die meridionale Hauptströmungsrichtung durch eine Einströmung mit dem spitzen Winkel α wird ein Wirkungsgradverlust durch das Einströmen in die Hauptströmung deutlich verringert.
Vorzugsweise ist der Kopfbereich abströmseitig abgeschrägt, ebenfalls im Mittel ebenfalls um den spitzen Winkel α der Begrenzungsfläche. Hierdurch ist eine zusätzliche Verbesserung der Einströmung des Spaltmassenstroms in die Hauptströmung des Aktionsfluids erreichbar.
Vorzugsweise ist die erste Turbinenschaufel eine Leitschaufel und die Turbinenkomponente eine Turbinenwelle oder die erste Turbinenschaufel eine Laufschaufel und die Turbinenkomponente ein Turbinengehäuse.
Es ist ebenfalls möglich, daß die erste Turbinenschaufel einen Fußbereich aufweist, der einströmseitig eine Begrenzungsfläche hin zu dem Schaufelblattbereich aufweist, die im Mittel um den spitzen Winkel α geneigt ist. Dies führt zu einer Verringerung des Einströmverlustes einer Spaltströmung, die zwischen einer der ersten Turbinenschaufel vorgeschalteten zweiten Turbinenschaufel und einer an die zweite Turbinenschaufel angrenzenden Turbinenkomponente hindurchströmt. Hierdurch können die Verluste durch ein Wiedereinströmen in die Hauptströmung alternierend aufeinander folgender Leitschaufelkränze und Laufschaufelkränze verringert werden.
Erfindungsgemäß wird die auf eine Turbinenschaufel gerichtete Aufgabe durch eine solche Turbinenschaufel gelöst, die entlang einer Schaufelachse gerichtet ist und einen Kopfbereich mit einem daran angrenzenden Schaufelblattbereich aufweist, wobei der Schaufelblattbereich zur Umlenkung eines Aktionsfluides um einen Umfangwinkel ausgebildet ist, und der Kopfbereich eine Umfangsfläche im wesentlichen senkrecht zur Schaufelachse aufweist, in welche Umfangsfläche zumindest eine Vertiefung zur Strömungsumlenkung im wesentlichen ebenfalls um den Umfangswinkel vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Turbinenschaufel in einem rotationssymmetrischen Schaufelkranz aus einer Mehrzahl im wesentlichen identischer Turbinenschaufeln eingesetzt, wobei die Kopfbereiche der Turbinenschaufeln ein Deckband bilden, in dem eine Mehrzahl von Vertiefungen eine Umlenkung eines entlang des Kopfbereiches strömenden Aktionsfluides um den Umfangswinkel gewährleisten. Die Vertiefung ist vorzugsweise im Mittel um einen spitzen Winkel gegenüber einer zur Schaufelachse senkrechten Rotationsachse geneigt.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele werden eine Dampfturbine mit Dichtungssystem sowie die Turbinenschaufel näher erläutert. Die Figuren zeigen schematisch und nicht maßstäblich die zur Erläuterung dargestellten Komponenten. Es zeigen:
FIG 1
einen Ausschnitt durch einen Längsschnitt einer Aktions-Dampfturbine in Trommelbauweise,
FIG 2
einen vergrößerten Ausschnitt gemäß Figur 1,
FIG 3, 4 und 5
einen Ausschnitt analog zu Figur 2 einer jeweils alternativen Ausführungsform,
FIG 6
einen abgerollt dargestellten Ausschnitt eines Deckbandes eines Leitschaufelkranzes und
FIG 7
einen Ausschnitt eines Längsschnittes einer Leitschaufel mit Kopfbereich.
Die in den einzelnen Figuren verwendeten Bezugszeichen haben jeweils die gleiche Bedeutung.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines Längsschnittes einer entlang einer Rotationsachse 1 gerichteten Aktionsdampfturbine (nicht näher dargestellt) in Trommelbauart. Die Dampfturbine weist als entlang der Rotationsachse 1 gerichtete Turbinenkomponenten ein Turbinengehäuse 5a sowie eine Turbinenwelle 5b auf. In dem Turbinengehäuse 5a sind axial voneinander beabstandete erste Turbinenschaufeln 2 (Leitschaufeln) in einem jeweiligen zur Rotationsachse 1 rotationssymmetrischen Leitschaufelkranz angeordnet. Jede Leitschaufel 2 ist entlang einer jeweiligen Schaufelachse 3a gerichtet und weist entlang der Schaufelachse 3a einen Fußbereich 12a, einen sich daran anschließenden Schaufelblattbereich 13a und einen Kopfbereich 4a auf. Mit dem Fußbereich 12a ist die Leitschaufel 2 an dem Gehäuse 5a befestigt. Zwischen je zwei axial voneinander beabstandeten Leitschaufeln 2 ist jeweils eine mit der Turbinenwelle 5b verbundene zweite Turbinenschaufel (Laufschaufel 11) angeordnet. Jede Laufschaufel 11 ist entlang einer jeweiligen Schaufelachse 3b von einem Fußbereich 12b über einen Schaufelblattbereich 13b gerichtet. Mit dem Fußbereich 12b ist jede Laufschaufel 11 mit der Turbinenwelle 5b verbunden. Ein Hauptströmungsweg 6, durch welchen Aktionsfluid 20 zum Antrieb der Laufschaufeln 11 durch die Dampfturbine führbar ist, verläuft durch die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Schaufelblattbereiche 13a eines jeweiligen Leitschaufelkranzes der Leitschaufeln 2. Das Aktionsfluid 20 durchströmt den Hauptströmungsweg 6 entlang einer Hauptströmungsrichtung 7, die im wesentlichen parallel zur Rotationsachse 1 verläuft.
Zwischen dem Kopfbereich 4a der ersten Turbinenschaufel 2 (Leitschaufel 2) und der Turbinenwelle 5b sowie dem Kopfbereich 4b einer zweiten Turbinenschaufel 11, der Laufschaufel, und dem Turbinengehäuse 5a ist jeweils ein kreisringförmiger Dichtspalt 9 gebildet. Dieser Dichtspalt 9 ist Teil eines Spaltströmungswegs 8, durch den ein Teil des Aktionsfluides 20 strömt, ohne Arbeit an den Laufschaufeln 11 zu verrichten und ohne in den Leitschaufeln 2 über den Schaufelblattbereich 13a entsprechend um einen Umlenkwinkel γ umgelenkt zu werden. Dieses durch den Spaltströmungsweg 8 strömende Aktionsfluid 20, auch als Spaltmassestrom bezeichnet, führt zu einem Wirkungsgradverlust der Dampfturbine. Zur Verringerung dieses Wirkungsgradverlustes ist in jedem Dichtspalt 9 ein Dichtungssystem 17 vorgesehen (siehe Fig. 3), umfassend axial voneinander beabstandete Dichtspitzen 18 und in einem jeweiligen Kopfbereich 4a, 4b in Umfangsrichtung verlaufende Dichtvertiefungen 19. Einige der Dichtspitzen 18 erstrecken sich von der jeweiligen Turbinenkomponente 5a, 5b in eine jeweilige Dichtvertiefung 19 hinein. Stromab des jeweiligen Dichtspaltes 9 strömt das Aktionsfluid 20 aus dem Strömungsweg 8 in den Hauptströmungsweg 6 zurück. Diese Einströmung erfolgt im wesentlichen mit einer Strömungsrichtung, die gegenüber der Hauptströmungsrichtung 7 sowie gegenüber der Rotationsachse 1 um einen spitzen Winkel α geneigt ist.
Hierzu ist (siehe z.B. Figur 1 und Figur 2) eine Begrenzungsfläche 10 - stromab eines jeden Dichtspaltes 9 vorgesehen, die von dem Spalt 9 zu einem jeweiligen Fußbereich 12a, 12b führt, und als ebene Fläche den spitzen Winkel α mit der Hauptströmungsrichtung 7 einschließt. Die Begrenzungsfläche 10 kann auch gekrümmt mit dem spitzen Winkel α im Mittel ausgeführt sein. Der spitze Winkel α liegt vorzugsweise im Bereich von 10°. Gemäß Figur 2 ist zusätzlich der Kopfbereich 4a der ersten Turbinenschaufel 2 abströmseitig um einen Winkel β, welcher im wesentlichen mit dem spitzen Winkel α übereinstimmt, abgeschrägt. Hierdurch erhält der Spaltmassestrom bereits vor Austritt aus dem DichtSpalt 9 eine Strömungskomponente für eine Einströmung in die durch den Hauptströmungsweg 6 strömende Hauptströmung, Hauptmassestrom, des Aktionsfluides 20.
Gemäß der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Begrenzungsfläche 10 in den Fußbereich 12b der zweiten Turbinenschaufel, der Laufschaufel 11, hinein, wodurch eine gegenüber Figur 2 flachere Einströmung des Spaltmassestroms in den Hauptmassestrom erreichbar ist. Gemäß der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Begrenzungsfläche 10 von der Turbinenwelle 5b bis in den Fußbereich 12b hinein. Zwischen dem Schaufelfußbereich 12b und dem Kopfbereich 4a der Leitschaufel 2 besteht in radialer Richtung ein Höhenversatz 14, wodurch der Winkel α ebenfalls gering sein kann und dadurch eine im wesentlichen fast axiale Einströmung des Spaltmassestroms in den Hauptmassestrom des Aktionsfluids 20 erfolgt. Hierdurch besteht auch ein Versatz zwischen dem Schaufelblattbereich 13a der Leitschaufel 2 und dem Schaufelblattbereich 13b der Laufschaufel 11. Der Kopfbereich 4a ist einströmseitig mit einem Winkel δ abgeschrägt, der vorzugsweise dem spitzen Winkel α entspricht. Hierdurch ist eine Wiedereinströmung des Spaltmassestroms aus einem Dichtspalt 9 einer der ersten Turbinenschaufel 2 in axialer Richtung vorgeschalteten zweiten Turbinenstufe 11 in den Hauptmassestrom mit geringem Strömungswiderstand möglich.
Gemäß der Ausführungsform nach Figur 5 besteht zwischen dem Kopfbereich 4a und dem Fußbereich 12b ebenfalls ein Höhenversatz 14, wobei die Begrenzungsfläche 10 sich ausschließlich über den Fußbereich 12b erstreckt.
Figur 6 zeigt in einer abgewickelten Darstellung die Umfangsfläche 16 von zu einem Deckband zusammengefaßten Kopfbereichen 4a von in Umfangsrichtung zu einem Leitschaufelkranz zusammengefügter erster Turbinenschaufeln, der Leitschaufeln 2. Der Kopfbereich 4a weist voneinander beabstandete Vertiefungen 19 auf, von denen der Übersichtlichkeit halber lediglich zwei dargestellt sind, die in dem Dichtspalt 9 eine Umlenkung des Spaltmassestroms um einen Winkel γ gewährleisten. Die Vertiefungen 19 sind in Figur 6 als gerade Vertiefungen dargestellt, sie können allerdings selbstverständlich auch gekrümmt ausgeführt sein, insbesondere dem Schaufelprofil des Schaufelblattbereichs 13a angepaßt sein. Der Umlenkwinkel γ entspricht im wesentlichen dem Umlenkwinkel, den das Aktionsfluid 20 bei Durchströmen des Profilbereichs 13a erfährt. Die Strömungsrichtung des Aktionsfluides 20 stromab sowie stromauf der Turbinenschaufel 2 ist mit einem jeweiligen Pfeil gekennzeichnet. Gemäß Figur 7 ist in dem Kopfbereich 4a jede Vertiefung 19 in Hauptströmungsrichtung 7 um den spitzen Winkel α geneigt. Die Vertiefungen 19 bewirken eine Anpassung des Spaltmassestroms an den Hauptmassestrom sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Turbine, insbesondere eine Dampfturbine, aus, bei der eine Anpassung des Spaltmassestroms sowohl in axialer Richtung über eine dem Spalt nachgeschaltete Begrenzungsfläche als auch in Umfangsrichtung über Vertiefungen in einem Deckband und/oder einer an den Spalt angrenzenden Turbinenkomponente erreicht ist. Hierdurch ist eine Verringerung eines Wirkungsgradverlustes infolge der Wiedereinströmung des Spaltmassenstroms in einen Hauptstrom des Aktionsfluides merklich verringert.

Claims (16)

  1. Turbine, insbesondere Dampfturbine, welche entlang einer Rotationsachse (1) gerichtet ist, mit
    a) einer ersten Turbinenschaufel (2), die entlang einer Schaufelachse (3a) gerichtet ist und einen Kopfbereich (4a,4b) sowie einen daran angrenzenden Schaufelblattbereich (13a) aufweist,
    b) einer sich entlang der Rotationsachse (1) erstreckenden Turbinenkomponente (5a,5b),
    c) einem Hauptströmungsweg (6) mit einer Hauptströmungsrichtung (7) und
    d) einem Spaltströmungsweg (8) der strömungstechnisch mit dem Hauptströmungsweg (6) verbunden ist und durch einen Dichtspalt (9) zwischen dem Kopfbereich (4a,4b) und der Turbinenkomponente (5a,5b) führt,
    e) einer stromab der ersten Turbinenschaufel (2) angeordnete zweite sich entlang einer Schaufelachse (3b) erstreckende Turbinenschaufel (11), die einen Schaufelblattbereich (13b) und einen Fußbereich (12b) aufweist, und mit dem Fußbereich (12b) in der Turbinenkomponente (5a,5b) befestigt ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltströmungsweg (8) in bezug auf die Hauptströmungsrichtung (7) gesehen stromab des Spaltes (9) eine Begrenzungsfläche (10) aufweist, die im Mittel mit einem spitzen Winkel (α) gegenüber der Rotationsachse (1) geneigt ist und der Schaufelblattbereich (13a) gegenüber dem an den Fußbereich (12b) der zweiten Turbinenschaufel (11) angrenzenden Schaufelblattbereich (13b) einen radialen Höhenversatz (14) aufweist.
  2. Turbine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche (10) zumindest bereichsweise durch die Turbinenkomponente (5a,5b) gebildet ist.
  3. Turbine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche (10) mindestens bereichsweise den Fußbereich (12b) von dem Schaufelblattbereich (13b) abgrenzt.
  4. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel (α) kleiner 45° ist, insbesondere zwischen 5° und 25°, vorzugsweise etwa 10°, beträgt.
  5. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelblattbereich (13a) zur Umlenkung eines durch den Hauptströmungsweg (6) führbaren Aktionsfluides (20) um einen Umfangswinkel (γ) in Umfangsrichtung gegenüber der Rotationsachse (1) geneigt ausgebildet ist, und die Turbinenkomponente (5a,5b) und/oder die erste Turbinenschaufel (2) eine den Spaltströmungsweg (8) begrenzende Umfangsfläche (16) aufweist, in welcher Umfangsfläche (16) zumindest eine Vertiefung (17) zur Strömungsumlenkung im wesentlichen ebenfalls um den Umfangswinkel (γ) geneigt vorgesehen ist.
  6. Turbine nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (17) im Mittel um den spitzen Winkel (α) in axialer Richtung geneigt ist.
  7. Turbine, insbesondere Dampfturbine, welche entlang einer Rotationsachse (1) gerichtet ist, mit
    a) einer ersten Turbinenschaufel (2), die entlang einer Schaufelachse (3a) gerichtet ist und einen Kopfbereich (4a,4b) sowie einen daran angrenzenden Schaufelblattbereich (13a) aufweist, wobei der Schaufelblattbereich (13a) zur Umlenkung eines durch den Hauptströmungsweg (6) führbaren Aktionsfluides (20) um einen Umfangswinkel (γ) in Umfangsrichtung gegenüber der Rotationsachse (1) geneigt ausgebildet ist,
    b) einer sich entlang der Rotationsachse (1) erstreckenden Turbinenkomponente (5a,5b),
    c) einem Hauptströmungsweg (6) mit einer Hauptströmungsrichtung (7) und
    d) einem Spaltströmungsweg (8) der strömungstechnisch mit dem Hauptströmungsweg (6) verbunden ist und durch einen Spalt (9) zwischen dem Kopfbereich (4a,4b) und der Turbinenkomponente (5a,5b) führt,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltströmungsweg (8) eine Begrenzungsfläche (10) aufweist, die im Mittel mit einem spitzen Winkel (α) gegenüber der Rotationsachse (1) geneigt ist, und die Turbinenkomponente (5a,5b) und/oder die erste Turbinenschaufel (2,11) eine den Spaltströmungsweg (8) begrenzende Umfangsfläche (16) aufweist, in welcher Umfangsfläche (16) zumindest eine Vertiefung (17) zur Strömungsumlenkung im wesentlichen ebenfalls um den Umfangswinkel (γ) geneigt vorgesehen ist.
  8. Turbine nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (17) im Mittel um den spitzen Winkel (α) in axialer Richtung geneigt ist.
  9. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dichtspalt (9) ein Dichtsystem (17), insbesondere umfassend Dichtspitzen (18), vorgesehen ist.
  10. Turbine nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbereich (4a,4b) dem Dichtspalt (9) zugewandt zumindest eine Dichtvertiefung (19) aufweist.
  11. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbereich (4a,4b) abströmseitig im Mittel um einen spitzen, den Dichtspalt (9) erweiternden Winkel (β) gegenüber der Rotationsachse (1) geneigt ist.
  12. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die erste Turbinenschaufel (2) einen Fußbereich (12a) mit einer um den spitzen Winkel (α) gegenüber der Rotationsachse (1) geneigten weiteren Begrenzungsfläche (15) aufweist.
  13. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbereich (5a,5b) zum Schaufelblattbereich (13a) gerichtet anströmseitig gegenüber der Rotationsachse (1) im Mittel um einen spitzen Anströmwinkel (δ) geneigt ist.
  14. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die erste Turbinenschaufel (2) eine Leitschaufel und die Turbinenkomponente (5a,5b) eine Turbinenwelle oder die erste Turbinenschaufel (2) eine Laufschaufel und die Tubinenkomponente (5a,5b) ein Turbinengehäuse ist.
  15. Turbinenschaufel (2), die entlang einer Schaufelachse (3a) gerichtet ist und einen Kopfbereich (4a,4b) sowie einen daran angrenzenden Schaufelblattbereich (13a) aufweist, wobei der Schaufelblattbereich (13a) zur Umlenkung eines Aktionsfluides (20) um einen Umfangswinkel (γ) ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbereich (4a,4b) eine Umfangsfläche (16) im wesentlichen senkrecht zur Schaufelachse (3a) aufweist, in welcher Umfangsfläche (16) zumindest eine Vertiefung (17) zur Strömungsumlenkung im wesentlichen ebenfalls um den Umfangswinkel (γ) vorgesehen ist.
  16. Turbinenschaufel (2) nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (17) im Mittel um einen spitzen Winkel (α) gegenüber einer zur Schaufelachse (3a) senkrechten Rotationsachse (1) geneigt ist.
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